【Day 2】 Golang语法学习 ---2021/12/28

变量

var 语句用于声明一个变量列表，跟函数的参数列表一样，类型在最后。

就像在这个例子中看到的一样，var 语句可以出现在包或函数级别。

variables.go

package main

import "fmt"

var c, python, java bool

func main() {
	var i int
	fmt.Println(i, c, python, java)
}

程序结果:

0 false false false

变量的初始化

变量声明可以包含初始值，每个变量对应一个。

如果初始化值已存在，则可以省略类型；变量会从初始值中获得类型。

variables-with-initializers.go

package main

import "fmt"

var i, j int = 1, 2

func main() {
	var c, python, java = true, false, "no!"
	fmt.Println(i, j, c, python, java)
}

程序结果：

1 2 true false no!

短变量声明

在函数中，简洁赋值语句 := 可在类型明确的地方代替 var 声明。

函数外的每个语句都必须以关键字开始（var, func 等等），因此 := 结构不能在函数外使用。

short-variable-declarations.go

package main

import "fmt"

func main() {
	var i, j int = 1, 2
	k := 3
	c, python, java := true, false, "no!"

	fmt.Println(i, j, k, c, python, java)
}

程序结果：

1 2 3 true false no!

基本类型

Go的基本类型有

bool

string

int  int8  int16  int32  int64
uint uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr

byte // uint8 的别名

rune // int32 的别名
    // 表示一个 Unicode 码点

float32 float64

complex64 complex128

本例展示了几种类型的变量。 同导入语句一样，变量声明也可以“分组”成一个语法块。

int, uint 和 uintptr 在 32 位系统上通常为 32 位宽，在 64 位系统上则为 64 位宽。 当你需要一个整数值时应使用 int 类型，除非你有特殊的理由使用固定大小或无符号的整数类型。

basic-types.go

package main

import (
	"fmt"
	"math/cmplx"
)

var (
	ToBe   bool       = false
	MaxInt uint64     = 1<<64 - 1
	z      complex128 = cmplx.Sqrt(-5 + 12i)
)

func main() {
	fmt.Printf("Type: %T Value: %v\n", ToBe, ToBe)
	fmt.Printf("Type: %T Value: %v\n", MaxInt, MaxInt)
	fmt.Printf("Type: %T Value: %v\n", z, z)
}

程序结果：

Type: bool Value: false

Type: uint64 Value: 18446744073709551615

Type: complex128 Value: (2+3i)

零值

没有明确初始值的变量声明会被赋予它们的 零值。

零值是：

• 数值类型为 0，
• 布尔类型为 false，
• 字符串为 ""（空字符串）。

zero.go

package main

import "fmt"

func main() {
	var i int
	var f float64
	var b bool
	var s string
	fmt.Printf("%v %v %v %q\n", i, f, b, s)
}

程序结果：

0 0 false “”

类型转换

表达式 T(v) 将值 v 转换为类型 T。

一些关于数值的转换：

var i int = 42
var f float64 = float64(i)
var u uint = uint(f)

或者，更加简单的形式：

i := 42
f := float64(i)
u := uint(f)

与 C 不同的是，Go 在不同类型的项之间赋值时需要显式转换。试着移除例子中 float64 或 uint 的转换看看会发生什么。

type-conversions.go

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

func main() {
	var x, y int = 3, 4
	var f float64 = math.Sqrt(float64(x*x + y*y))
	var z uint = uint(f)
	fmt.Println(x, y, z)
}

程序结果：

3 4 5

类型推导

在声明一个变量而不指定其类型时（即使用不带类型的 := 语法或 var = 表达式语法），变量的类型由右值推导得出。

当右值声明了类型时，新变量的类型与其相同：

var i int
j := i // j 也是一个 int

不过当右边包含未指明类型的数值常量时，新变量的类型就可能是 int, float64 或 complex128 了，这取决于常量的精度：

i := 42           // int
f := 3.142        // float64
g := 0.867 + 0.5i // complex128

尝试修改示例代码中 v 的初始值，并观察它是如何影响类型的。

type-inference.go

package main

import "fmt"

func main() {
	v := 42 // 修改这里！
	fmt.Printf("v is of type %T\n", v)
}

常量

常量的声明与变量类似，只不过是使用 const 关键字。

常量可以是字符、字符串、布尔值或数值。

常量不能用 := 语法声明。

constants.go

package main

import "fmt"

const Pi = 3.14

func main() {
	const World = "世界"
	fmt.Println("Hello", World)
	fmt.Println("Happy", Pi, "Day")

	const Truth = true
	fmt.Println("Go rules?", Truth)
}

程序结果：

Hello 世界
Happy 3.14 Day
Go rules? true

数值常量

数值常量是高精度的 值。

一个未指定类型的常量由上下文来决定其类型。

再尝试一下输出 needInt(Big) 吧。

（int 类型最大可以存储一个 64 位的整数，有时会更小。）

（int 可以存放最大64位的整数，根据平台不同有时会更少。）

numeric-constants.go

package main

import "fmt"

const (
	// 将 1 左移 100 位来创建一个非常大的数字
	// 即这个数的二进制是 1 后面跟着 100 个 0
	Big = 1 << 100
	// 再往右移 99 位，即 Small = 1 << 1，或者说 Small = 2
	Small = Big >> 99
)

func needInt(x int) int { return x*10 + 1 }
func needFloat(x float64) float64 {
	return x * 0.1
}

func main() {
	fmt.Println(needInt(Small))
	fmt.Println(needFloat(Small))
	fmt.Println(needFloat(Big))
}

程序结果：

21
0.2
1.2676506002282295e+29

for

Go 只有一种循环结构：for 循环。

基本的 for 循环由三部分组成，它们用分号隔开：

• 初始化语句：在第一次迭代前执行
• 条件表达式：在每次迭代前求值
• 后置语句：在每次迭代的结尾执行

初始化语句通常为一句短变量声明，该变量声明仅在 for 语句的作用域中可见。

一旦条件表达式的布尔值为 false，循环迭代就会终止。

注意：和 C、Java、JavaScript 之类的语言不同，Go 的 for 语句后面的三个构成部分外没有小括号， 大括号 { } 则是必须的。

for.go

package main

import "fmt"

func main() {
	sum := 0
	for i := 0; i < 10; i++ {
		sum += i
	}
	fmt.Println(sum)
}

程序结果

45

初始化语句和后置语句是可选的。

for-continued.go

package main

import "fmt"

func main() {
	sum := 1
	for ; sum < 1000; {
		sum += sum
	}
	fmt.Println(sum)
}

程序结果

1024

for 是 Go 中的 “while”

此时你可以去掉分号，因为 C 的 while 在 Go 中叫做 for。

for-is-gos-while.go

package main

import "fmt"

func main() {
	sum := 1
	for sum < 1000 {
		sum += sum
	}
	fmt.Println(sum)
}

程序结果：

1024

无限循环

如果省略循环条件，该循环就不会结束，因此无限循环可以写得很紧凑。

forever.go

package main

func main() {
	for {
	}
}

程序结果:

timeout running program

if

Go 的 if 语句与 for 循环类似，表达式外无需小括号 ( ) ，而大括号 { } 则是必须的。

if.go

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

func sqrt(x float64) string {
	if x < 0 {
		return sqrt(-x) + "i"
	}
	return fmt.Sprint(math.Sqrt(x))
}

func main() {
	fmt.Println(sqrt(2), sqrt(-4))
}

程序结果：

1.4142135623730951 2i

if 的简单语句

同 for 一样， if 语句可以在条件表达式前执行一个简单的语句。

该语句声明的变量作用域仅在 if 之内。

（在最后的 return 语句处使用 v 看看。）

if-with-a-short-statement.go

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

func pow(x, n, lim float64) float64 {
	if v := math.Pow(x, n); v < lim {
		return v
	}
	return lim
}

func main() {
	fmt.Println(
		pow(3, 2, 10),
		pow(3, 3, 20),
	)
}

程序结果：

9 20

if 和 else

在 if 的简短语句中声明的变量同样可以在任何对应的 else 块中使用。

（在 main 的 fmt.Println 调用开始前，两次对 pow 的调用均已执行并返回其各自的结果。）

if- and-else.go

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

func pow(x, n, lim float64) float64 {
	if v := math.Pow(x, n); v < lim {
		return v
	} else {
		fmt.Printf("%g >= %g\n", v, lim)
	}
	// 这里开始就不能使用 v 了
	return lim
}

func main() {
	fmt.Println(
		pow(3, 2, 10),
		pow(3, 3, 20),
	)
}

程序结果：

27 >= 20
9 20

循环与函数

为了练习函数与循环，我们来实现一个平方根函数：用牛顿法实现平方根函数。

计算机通常使用循环来计算 x 的平方根。从某个猜测的值 z 开始，我们可以根据 z² 与 x 的近似度来调整 z，产生一个更好的猜测：

z -= (z*z - x) / (2*z)

重复调整的过程，猜测的结果会越来越精确，得到的答案也会尽可能接近实际的平方根。

在提供的 func Sqrt 中实现它。无论输入是什么，对 z 的一个恰当的猜测为 1。 要开始，请重复计算 10 次并随之打印每次的 z 值。观察对于不同的值 x（1、2、3 …）， 你得到的答案是如何逼近结果的，猜测提升的速度有多快。

提示：用类型转换或浮点数语法来声明并初始化一个浮点数值：

z := 1.0
z := float64(1)

然后，修改循环条件，使得当值停止改变（或改变非常小）的时候退出循环。观察迭代次数大于还是小于 10。 尝试改变 z 的初始猜测，如 x 或 x/2。你的函数结果与标准库中的 math.Sqrt 接近吗？

（注： 如果你对该算法的细节感兴趣，上面的 z² − x 是 z² 到它所要到达的值（即 x）的距离， 除以的 2z 为 z² 的导数，我们通过 z² 的变化速度来改变 z 的调整量。 这种通用方法叫做牛顿法。 它对很多函数，特别是平方根而言非常有效。）

exercise-loops-and-functions.go

package main

import (
	"fmt"
)

func Sqrt(x float64) float64 {
	z := 1.0
	for i := 0; i<10; i++ {
		z -= (z*z - x) / (2*z)
	}
	return z
}

func main() {
	fmt.Println(Sqrt(2))
}

程序结果：

1.414213562373095

swith

switch 是编写一连串 if - else 语句的简便方法。它运行第一个值等于条件表达式的 case 语句。

Go 的 switch 语句类似于 C、C++、Java、JavaScript 和 PHP 中的，不过 Go 只运行选定的 case，而非之后所有的 case。 实际上，Go 自动提供了在这些语言中每个 case 后面所需的 break 语句。 除非以 fallthrough 语句结束，否则分支会自动终止。 Go 的另一点重要的不同在于 switch 的 case 无需为常量，且取值不必为整数。

swith.go

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	fmt.Print("Go runs on ")
	switch os := runtime.GOOS; os {
	case "darwin":
		fmt.Println("OS X.")
	case "linux":
		fmt.Println("Linux.")
	default:
		// freebsd, openbsd,
		// plan9, windows...
		fmt.Printf("%s.\n", os)
	}
}

程序结果：

Go runs on Linux.

switch 的求值顺序

switch 的 case 语句从上到下顺次执行，直到匹配成功时停止。

（例如，

switch i {
case 0:
case f():
}

在 i==0 时 f 不会被调用。）

注意： Go 练习场中的时间总是从 2009-11-10 23:00:00 UTC 开始，该值的意义留给读者去发现。

swith-evaluation-order.go

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	fmt.Println("When's Saturday?")
	today := time.Now().Weekday()
	switch time.Saturday {
	case today + 0:
		fmt.Println("Today.")
	case today + 1:
		fmt.Println("Tomorrow.")
	case today + 2:
		fmt.Println("In two days.")
	default:
		fmt.Println("Too far away.")
	}
}

程序结果:

When’s Saturday?
Too far away.

没有条件的 swith

没有条件的 switch 同 switch true 一样。

这种形式能将一长串 if-then-else 写得更加清晰。

switch-with-no-condition.go

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	t := time.Now()
	switch {
	case t.Hour() < 12:
		fmt.Println("Good morning!")
	case t.Hour() < 17:
		fmt.Println("Good afternoon.")
	default:
		fmt.Println("Good evening.")
	}
}

程序结果：

Good evening.

defer

defer 语句会将函数推迟到外层函数返回之后执行。

推迟调用的函数其参数会立即求值，但直到外层函数返回前该函数都不会被调用。

defer.go

package main

import "fmt"

func main() {
	defer fmt.Println("world")

	fmt.Println("hello")
}

程序结果：

hello
world

defer 栈

推迟的函数调用会被压入一个栈中。当外层函数返回时，被推迟的函数会按照后进先出的顺序调用。

更多关于 defer 语句的信息，请阅读此博文。

defer-multi.go

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("counting")

	for i := 0; i < 10; i++ {
		defer fmt.Println(i)
	}

	fmt.Println("done")
}

程序结果：

counting
done
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

指针

Go 拥有指针。指针保存了值的内存地址。

类型 *T 是指向 T 类型值的指针。其零值为 nil。

var p *int

& 操作符会生成一个指向其操作数的指针。

i := 42
p = &i

* 操作符表示指针指向的底层值。

fmt.Println(*p) // 通过指针 p 读取 i
*p = 21         // 通过指针 p 设置 i

这也就是通常所说的“间接引用”或“重定向”。

与 C 不同，Go 没有指针运算。

pointers.go

package main

import "fmt"

func main() {
	i, j := 42, 2701

	p := &i         // 指向 i
	fmt.Println(*p) // 通过指针读取 i 的值
	*p = 21         // 通过指针设置 i 的值
	fmt.Println(i)  // 查看 i 的值

	p = &j         // 指向 j
	*p = *p / 37   // 通过指针对 j 进行除法运算
	fmt.Println(j) // 查看 j 的值
}

程序结果

42
21
73

结构体

一个结构体（struct）就是一组字段（field）。

structs.go

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X int
	Y int
}

func main() {
	fmt.Println(Vertex{1, 2})
}

程序结果：

{1 2}

结构体指针

结构体字段可以通过结构体指针来访问。

如果我们有一个指向结构体的指针 p，那么可以通过 (*p).X 来访问其字段 X。不过这么写太啰嗦了，所以语言也允许我们使用隐式间接引用，直接写 p.X 就可以。

struct-pointers.go

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X int
	Y int
}

func main() {
	v := Vertex{1, 2}
	p := &v
	p.X = 1e9
	fmt.Println(v)
}

程序结果：

{1000000000 2}

结构体文法

结构体文法通过直接列出字段的值来新分配一个结构体。

使用 Name: 语法可以仅列出部分字段。（字段名的顺序无关。）

特殊的前缀 & 返回一个指向结构体的指针。

struct-literals.go

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X, Y int
}

var (
	v1 = Vertex{1, 2}  // 创建一个 Vertex 类型的结构体
	v2 = Vertex{X: 1}  // Y:0 被隐式地赋予
	v3 = Vertex{}      // X:0 Y:0
	p  = &Vertex{1, 2} // 创建一个 *Vertex 类型的结构体（指针）
)

func main() {
	fmt.Println(v1, p, v2, v3)
}

程序结果：

{1 2} &{1 2} {1 0} {0 0}

数组

类型 [n]T 表示拥有 n 个 T 类型的值的数组。

表达式

var a [10]int

会将变量 a 声明为拥有 10 个整数的数组。

数组的长度是其类型的一部分，因此数组不能改变大小。这看起来是个限制，不过没关系，Go 提供了更加便利的方式来使用数组。

array.go

package main

import "fmt"

func main() {
	var a [2]string
	a[0] = "Hello"
	a[1] = "World"
	fmt.Println(a[0], a[1])
	fmt.Println(a)

	primes := [6]int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	fmt.Println(primes)
}

程序结果：

hello World
[hello World]
[2 3 5 7 11 13]

切片

每个数组的大小都是固定的。而切片则为数组元素提供动态大小的、灵活的视角。在实践中，切片比数组更常用。

类型 []T 表示一个元素类型为 T 的切片。

切片通过两个下标来界定，即一个上界和一个下界，二者以冒号分隔：

a[low : high]

它会选择一个半开区间，包括第一个元素，但排除最后一个元素。

以下表达式创建了一个切片，它包含 a 中下标从 1 到 3 的元素：

a[1:4]

slices.go

package main

import "fmt"

func main() {
	primes := [6]int{2, 3, 5, 7, 11, 13}

	var s []int = primes[1:4]
	fmt.Println(s)
}

程序结果：

[3 5 7]

切片就像数组的引用

切片并不存储任何数据，它只是描述了底层数组中的一段。

更改切片的元素会修改其底层数组中对应的元素。

与它共享底层数组的切片都会观测到这些修改。

slices-pointers.go

package main

import "fmt"

func main() {
	names := [4]string{
		"John",
		"Paul",
		"George",
		"Ringo",
	}
	fmt.Println(names)

	a := names[0:2]
	b := names[1:3]
	fmt.Println(a, b)

	b[0] = "XXX"
	fmt.Println(a, b)
	fmt.Println(names)
}

程序结果：

[John Pual Georgo Ringo]
[John Pual] [Pual Georgo]
[John XXX] [XXX Georgo]
[John XXX Georgo Ringo]